浅谈一体化电网智能系统的源端维护技术

浅谈一体化电网智能系统的源端维护技术

季嘉辉

广东电网有限责任公司汕尾供电局 516600

摘要：厂站作为调度主站系统数据采集的源端，应提供各种可自描述的配置参量，维护时变电站利用统一系统配置工具进行配置，生成标准配置文件包括变电站主接线图、网络拓扑参数、IED数据模型及两者之间的联系。变电站自动化系统与调度主站系统可自动获得变电站的标准配置文件，并自动导入到自身系统数据库中。变电站自动化系统的主接线图和分画面图形文件、图元与模型文件关联，应以可升级矢量图形（SVG）格式提供给调度主站端或集控中心。主站端可以向厂站端订阅需要监测的数据。通过上述过程，一个新建或综自改造的厂站的二次信息可以免除传统的手工维护过程,并且同时模型、图形、数据可以在任何互联的一体化电网智能系统中共享。维护人员不需要亲临现场，在本地对远程系统进行安装、配置、维护、监控以及管理查看并处理问题等操作，大大降低了应用系统的维护成本，实现高效率、低成本的工作方式。这就是一体化电网智能系统的源端维护技术基本概念。

关键词：一体化电网；远端维护；源端维护技术

0引言

当今电网发展的现状，厂站的二次信息包括模型、图形、转发数据点等均是传统的手工维护过程，存在相同信息的重复录入及主站厂站的信号不对称，易造成缺漏信号的风险，针对这个，每一年都要投入巨大的人力物力去维护厂站与主站的四遥信号比对。一方面，同个厂站多级调度中心同时监视时，只有管辖该厂站的调度中心能第一时间跟踪该厂站的模型及采集信息的改变，其他级调度中心未及时跟踪改变时易导致数据的不对称，影响模型、图形和数据整体的一致性。另一方面，厂站模型、图形和数据的改变都要求各级调度都进行相关重复维护操作显然是不合理的现象。因此，源端维护技术的应用，对于一体化电网智能系统的运行发展尤为重要，是未来减少主站端人工维护工作量的重要技术之一。

1源端维护技术的现状

随着科技的进步，智能站逐步替换综自自动化厂站。作为智能站的核心智能远动机，除整合了原综自站远动机包含的一切功能，现还整合了包括远动、安自、在线监测、PMU等多功能，为减少厂站与主站端的运维压力，推出了源端维护技术。以此进一步解决人员协调的相关问题，毕竟自动化专业涉及领域广、覆盖面大。在日常设备的维护工作中，往往需要涉及多个专业、多个部门之间的相互协作才能完成一项问题处理。比如要处理一个开关量遥信抖动问题，通常都要检修、继保专业人员共同来完成。在现有的体制中，要同时把所有的专业汇聚到同一现场解决问题，几乎不可能，所以存在着面对一个问题多个部门定性不明的现象，不能及时有效的处理发现的缺陷，在处理缺陷时仍需管理部门介入协调。对应此现象，源端维护技术可以先行一步定位问题点，凭此技术出具相应的支撑说明，减少专业间的沟通协调，能迅速处理缺陷。

广东电网已陆续开展了一体化电网运行智能系统的研究和试点工作。一体化电网要求、省、地、站数据纵向贯通，即上级调度中心不但可以监视本调度中心管辖范围的电网状态，还可以监视下级调度所辖厂站的电网状态。传统的调度自动化系统都是根据所在调度中心的管辖范围手动绘制电网厂站接线图、维护电网连接模型、手工录入远方终端单元（RTU）采集地址信息并进行采集数据和测点数据的关联工作。在一体化、智能化、模块化电网运行系统建设中，上述模式已无法满足要求。源端维护的提出正是解决上述问题的关键技术。

电力系统厂站端采用IEC 61850标准进行全站建模，对变电站的电网结构、一次设备、二次设备及一、二次设备关联关系进行建模，生成变电站配置描述（SCD）文件，并转换成IEC 61970公共信息模型（CIM）文件，然后由主站自动导入；厂站端还需提供接线图的可缩放矢量图形（SVG）模型给主站端；主站端可以向厂站端订阅需要监测的数据。通过上述过程，一个新建的或改造后的厂站的二次信息可以免除传统的手工维护过程，同时模型、图形、数据可以在任何互联的一体化电网智能系统中共享。

源端维护要求电力系统厂站端采用IEC 61850体系标准进行全站建模，对变电站的电网结构、一次设备、二次设备及一、二次设备关联关系进行建模，生成变电站配置描述（SCD）文件，并转换成IEC61970公共信息模型（CIM），主站可以根据这个IEC 61970 CIM模型自动导入；厂站端还需提供接线图的可缩放矢量图形（SVG）模型给主站端，由于SVG是国际通用的标准图形规范，主站端可以将该图形导入主站系统，从而免去主站系统的图形维护工作；完成前两步工作后，主站端可以向厂站端订阅需要监测的数据；厂站端根据主站端的要求可以上送其所需数据，从而实现整个源端维护流程。现阶段源端维护遇到的最大问题之一，主站端与厂站端为不同厂家，程序版本系统上的不相适应。因此，急需建立一套统一的标准来规范电力设备系统生产厂家。      

2源端维护技术的维护应用

2.1界面与前置交互

每个厂站对应前置采集的两个RTU，一个用于实时运行，一个用于参数维护，并支持将源端维护界面设置为调试态模式，查找设置为调试标志的厂站RTU主通道所在的前置机节点，通过前置机节点采用UDP方式进行文件召唤等交互操作。

前置把该设置调试标志的RTU的数据发送给研究态的scada服务，研究态的scada服务器负责接收调试RTU数据并更新研究态内存库。所以需要配置研究态总线服务，并绑定cda、dmf、almdb等服务。界面切换到调试模式后绑定该节点的研究态服务，这样界面后续挑点后入库、图形关联参数、图形刷新等都可以保证在离线库处理。

2.1.1召唤文件操作

主站需要召唤的厂站文件包括：版本文件(厂站名.ver)，CIM文件（厂站名.cim），SVG文件（厂站名.svg）。

主站侧召唤文件需要有相应的界面，界面通过远程调用的方式把召唤命令发给前置机，前置机下发召唤命令给站端的智能远动机，并将站端反馈的结果发送给界面进行处理并显示。前置机增加相应的规约及处理召唤流程。

2.1.2量测点表订阅发布

主站根据召唤上来的cim文件，生成订阅点表（缺省为cim文件中的全部量测信息），然后根据订阅点表中的点信息，生成相应的map文件，并更新主站数据库中量测点的rtu号、点号及控制号（程序默认使用厂站对应的智能远动机的rtu号，点号、遥控号是按顺序自动生成的，也可手动修改）。

主站将生成map文件进行量测点表发布，采用远程调用的方式，前置机按照规约流程中的规定，将map文件下发给站端的智能远动机。站端进行MAP文件校验，校验结果返回给主站。

2.2模型维护

离线库包括关系库和内存库。离线关系库需要重建一份数据库专门用于调试参数的存储。离线内存库统一为研究态，用于处理前置调试RTU发送的数据。

模型入库前应先同步运行库到离线库（包括参数库和内存库）。模型导入时不再导入运行库，而是导入离线关系库并传播到研究态内存库。

召唤上来的CIM模型文件，通过分析在界面中生成相应的模型参数树形列表。界面通过模型入库按钮可以进行设备参数和量测参数的入库操作。模型入库时会生成模型中的rdfid与主站参数的对应关系文件，svg图形参数关联时使用生成的对应关系。

2.3图形导入及刷新

源端维护图形导入时直接转换为红黑图模式的红图（图形名增加后缀方式）并打开，以与运行态黑图进行区分。导入时的参数关联需要使用离线库的参数，可以通过研究态的服务实现。

主站召唤上来的svg图形文件，可以自动转换为svg图形格式并进行显示，自动转换的文件可以在调度员界面上打开并实时刷新（如果系统有未定制的新图元，先对召唤的SVG文件进行图元定制操作）。

2.4离线库切换到运行库

模型、图形和通道在离线库中验证完毕后需要切换到运行库。切换前应先停掉原运行通道，停止该厂站的数据刷新和监视。主站提供离线库和运行库的比对功能，展示出差异并确认后再把离线库中该厂站的模型参数依次更新到运行库的数据库并同时传播到实时态内存库。当离线库切换到运行库时，图形重新转换为黑图并重新关联实时库参数。离线库到运行库切换完毕后，调试通道切换为运行通道并开始实时刷新数据。原运行通道设置调试标志并启用为备用通道，用于后续对该通道进行源端维护。

2.5双机源端维护

第一个通道源端维护完成后，另一个通道只进行map文件下装操作，其它过程均可跳过。但是需要使用第一个通道生成的Map文件，以保证双机点参数的一致性。

3源端维护技术的改进革新设想

鉴于现阶段源端维护技术实现所遇到的问题，接下来的改进方向：1、优化子站的配置工作流程及标准；2、优化主站的配置工作流程及标准；3、优化子站SCD、CIM、SVG文件变化的处理方式；4、优化子站的响应方式；5、优化断链重建处理机制。 

4源端维护技术的发展前景

科学技术持续发展，厂站也逐步向智能化的方向替换，源端维护技术能够保障基础数据的完整性和同步性，无形中直接关系到电网的安全稳定运行。源端维护技术必定是在未来厂站的建设应用占据重要的地位，必进行全覆盖的布置，因此，对于源端维护技术的研究与应用必定是电网发展中必不可少的一部分。因为源端维护技术这不仅减少厂站异常的运维时间，也维护了电网的安全稳定运行，也满足了人民追求美好生活的电力需求。

结语

综上所述，本文对一体化电网智能系统的源端维护技术进行了简要的说明、分析和未来展望，并对其技术形式和维护流程的实现进行了简单介绍。随着国家十四五规划建设，对能源应用的加大投资，我国电力行业的不断发展，只有技术创新、技术改进，才能对相关的技术形式进行不断的完善，才能保证绿水青山就是金山银山的发展目标，不断敦促我国电力行业的发展，进一步为我国经济腾飞发展奠定厚实的能源基础。

参考文献

[1]穆宏帅,李磊.电网调度自动化系统改进措施的探讨.［J］科技信息.2019(01)

[2]张萌.一体化电网运行智能系统的源端维护技术.［J］电力设备.2017(12)

[3]黄凯,杨骥,顾全.一体化电网运行智能系统的源端维护技术.［J］电力系统自动化.2014.38(15)